Transformer memainkan peranan penting dalam kejuruteraan elektrik, melaksanakan fungsi transformasi, pengasingan, pengukuran dan perlindungan. Salah satu tugas paling biasa peranti jenis ini ialah peraturan parameter semasa individu. Khususnya, pengubah voltan (VT) menukar prestasi grid kuasa utama kepada nilai optimum, dari sudut pandangan pengguna.
Reka bentuk keseluruhan peralatan
Asas teknikal pengubah dibentuk oleh pengisian elektromagnet yang menyediakan proses berfungsi peranti. Dimensi peralatan mungkin berbeza bergantung pada keperluan untuk beban kuasa dalam litar. Dalam reka bentuk biasa, pengubah mempunyai peranti input dan output semasa, dan elemen kerja utama melaksanakan tugas penukaran voltan. Satu set penebat, fius dan peranti perlindungan geganti bertanggungjawab untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatan proses teknologi. Dalam reka bentuk pengubah voltan rendah modensensor untuk merakam parameter operasi individu juga disediakan, penunjuk yang dihantar ke panel kawalan dan menjadi asas untuk arahan kepada pihak berkuasa kawal selia. Pengendalian komponen elektrik itu sendiri memerlukan bekalan kuasa, oleh itu, dalam beberapa pengubahsuaian, penukar ditambah dengan sumber kuasa autonomi - penjana, akumulator atau bateri.
Teras Transformer
Elemen kerja utama VT ialah apa yang dipanggil teras (teras magnet) dan belitan. Yang pertama adalah dua jenis - rod dan perisai. Untuk kebanyakan pengubah frekuensi rendah sehingga 50 Hz, teras rod digunakan. Dalam pembuatan litar magnetik, logam khas digunakan, ciri-ciri yang menentukan sifat kerja struktur, contohnya, prestasi dan magnitud arus tanpa beban. Teras pengubah voltan dibentuk oleh kepingan nipis aloi, terlindung antara lapisan varnis dan oksida. Tahap pengaruh arus pusar litar magnet akan bergantung kepada kualiti penebat ini. Terdapat juga jenis teras penetapan huruf khas, yang membentuk struktur keratan sewenang-wenang, tetapi hampir dengan bentuk segi empat sama. Konfigurasi ini membolehkan anda membuat litar magnet sejagat, tetapi ia juga mempunyai kelemahan. Jadi, terdapat keperluan untuk mengetatkan plastik logam yang ketat, kerana jurang terkecil mengurangkan faktor pengisian kawasan kerja gegelung.
Belitan pengubah voltan
Biasanya dua belitan digunakan - primer dan sekunder. Mereka diasingkan antara satu sama lain dan dari teras. Tahap pertama penggulungan dibezakan oleh sebilangan besar lilitan yang dibuat dengan wayar nipis. Ini membolehkan ia menyediakan rangkaian voltan tinggi (sehingga 6000-10,000 V) yang diperlukan untuk keperluan penukaran asas. Penggulungan sekunder direka untuk bekalan selari alat pengukur, peranti geganti dan peralatan elektrik tambahan yang lain. Apabila menyambungkan belitan pengubah voltan, adalah penting untuk mempertimbangkan tanda pada terminal keluaran. Sebagai contoh, geganti arah kuasa, multimeter, ammeter, wattmeter dan pelbagai meter disambungkan kepada gegelung melalui permulaan belitan primer (penetapan A), garisan akhir (X), permulaan belitan sekunder (a) dan hujung (x). Penggulungan tambahan dengan awalan khas dalam penetapan juga boleh digunakan.
Kelengkapan pelekap dan kemudahan pembumian
Senarai elemen tambahan dan peranti berfungsi mungkin berbeza bergantung pada jenis dan ciri pengubah. Sebagai contoh, struktur minyak dengan penunjuk voltan primer sehingga 10 kV atau lebih disediakan dengan kelengkapan untuk mengisi, menyalir dan mensampel minyak pelincir teknikal. Untuk minyak, tangki juga disediakan dengan muncung dan pengawal selia yang mengawal kelancaran bekalan bendalir ke kawasan sasaran. Kit pemasangan biasa paling kerap termasuk kurungan dengan bolt, spigot, komponen geganti, gasket kadbod elektrik, elemen bebibir, dll. Bagi pembumian, makatransformer dengan voltan pada lilitan primer sehingga 660 V disediakan dengan pengapit dengan pengancing berulir bolt, stud dan skru saiz M6. Jika penunjuk voltan lebih tinggi daripada 660 V, maka pemasangan pembumian perlu mempunyai sambungan perkakasan dalam format tidak kurang daripada M8.
Prinsip operasi TH
Fungsi dan proses utama aruhan elektromagnet dilakukan oleh kompleks yang merangkumi teras logam dengan set plat pengubah, belitan primer dan sekunder. Kualiti peranti akan bergantung pada ketepatan pengiraan asas amplitud dan sudut arus. Aruhan bersama antara beberapa belitan bertanggungjawab untuk transformasi dalam medan elektromagnet. Arus ulang alik dalam pengubah voltan 220 V sentiasa berubah, melalui satu belitan. Menurut undang-undang Faraday, daya gerak elektrik teraruh sekali sesaat. Dalam sistem belitan tertutup, arus lalai akan mengalir melalui litar dan dekat dengan teras logam. Semakin rendah beban pada belitan sekunder pengubah, semakin dekat faktor penukaran sebenar kepada nilai nominal. Bekerja dengan menyambungkan belitan sekunder kepada peranti pengukur akan bergantung terutamanya pada tahap penukaran, kerana turun naik beban terkecil akan menjejaskan ketepatan ukuran yang dimasukkan ke dalam litar instrumen.
Jenis transformer
Hari ini, jenis TN berikut adalah yang paling biasa:
- Pengubah lata - peranti di mana belitan utama dibahagikan kepada beberapa bahagian berturut-turut, dan belitan penyamaan serta penyambung bertanggungjawab untuk memindahkan kuasa antara mereka.
- VT dibumikan - reka bentuk fasa tunggal, di mana satu hujung belitan utama dibumikan dengan kuat. Ia juga boleh menjadi pengubah voltan tiga fasa dengan neutral dibumikan daripada belitan primer.
- VT yang digali - peranti dengan penebat belitan penuh dengan kelengkapan bersebelahan.
- VT dua belitan - transformer dengan satu belitan sekunder.
- VT tiga belitan ialah pengubah yang, sebagai tambahan kepada belitan primer, juga mempunyai belitan sekunder utama dan tambahan.
- VT kapasitif - reka bentuk yang dicirikan oleh kehadiran pemisah kapasitif.
Ciri-ciri VT elektronik
Menurut penunjuk metrologi utama, transformer jenis ini berbeza sedikit daripada peranti elektrik. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam kedua-dua kes saluran penukaran tradisional digunakan. Ciri utama transformer elektronik ialah ketiadaan penebat voltan tinggi, yang akhirnya menyumbang kepada kesan teknikal dan ekonomi yang lebih tinggi daripada pengendalian peralatan. Dalam rangkaian voltan tinggi dengan voltan utama pengubah voltan sehingga 660 V, penukar disambungkan ke rangkaian pusat dengan cara galvanik. Maklumat tentang arus yang diukur dihantar pada potensi tinggi, seperti halnya dengan penukar analog-ke-digital dengan output optik. Namun begitudimensi dan berat model elektronik adalah sangat kecil sehingga memungkinkan untuk memasang unit pengubah dalam infrastruktur bas wayar voltan tinggi walaupun tanpa menyambungkan penebat tambahan dan perkakasan pelekap.
Spesifikasi Transformer
Nilai teknikal dan operasi utama ialah potensi voltan. Pada penggulungan utama, ia boleh mencapai 100 kV, tetapi kebanyakannya ini terpakai kepada stesen industri bersaiz besar yang mengandungi beberapa modul penukaran. Sebagai peraturan, tidak lebih daripada 10 kV disokong pada penggulungan utama. Pengubah voltan untuk rangkaian fasa tunggal dengan neutral dibumikan berfungsi pada 100 V sama sekali. Bagi penggulungan sekunder, penunjuk voltan nominalnya adalah 24-45 V secara purata. Sekali lagi, peranti pemeteran tenaga rendah diservis pada litar ini, yang tidak memerlukan beban kuasa tinggi. Walau bagaimanapun, belitan sekunder kadangkala mempunyai potensi tinggi melebihi 100 V dalam rangkaian tiga fasa. Juga, dalam menilai ciri-ciri pengubah, adalah penting untuk mengambil kira kelas ketepatan - ini adalah nilai dari 0, 1 hingga 3, yang menentukan tahap sisihan dalam penukaran penunjuk elektrik sasaran.
Kesan feroresonans
Peranti elektromagnet selalunya tertakluk kepada pelbagai jenis pengaruh negatif dan kerosakan yang berkaitan dengan pelanggaran dalam penebat. Salah satu proses pemusnahan belitan yang paling biasa ialah gangguan feroresonans. Ia menyebabkan kerosakan mekanikal dan terlalu panas.belitan. Sebab utama fenomena ini dipanggil ketaklinearan induktansi, yang berlaku dalam situasi tindak balas litar magnet yang tidak stabil kepada medan magnet di sekelilingnya. Untuk melindungi pengubah voltan daripada kesan feroresonan, langkah luaran adalah mungkin, termasuk kemasukan kapasitans dan perintang tambahan ke peranti yang dihidupkan. Dalam sistem elektronik, kemungkinan tidak linear induktif juga boleh diminimumkan dengan urutan penutupan peralatan pengaturcaraan.
Penggunaan peralatan
Pengendalian peranti pengubah yang menukar voltan dikawal oleh peraturan penggunaan kejuruteraan elektrik. Dengan mengambil kira nilai operasi optimum, pakar memperkenalkan pencawang ke dalam infrastruktur bekalan kemudahan sasaran. Fungsi utama sistem membolehkan membina bangunan dan perusahaan dengan loji kuasa berkuasa, dan voltan sekunder pengubah sehingga 100 V mengawal beban untuk pengguna yang kurang menuntut seperti meter dan peranti metrologi. Bergantung pada parameter teknikal dan struktur, HP boleh digunakan dalam industri, dalam industri pembinaan dan dalam isi rumah. Dalam setiap kes, transformer menyediakan kawalan kuasa elektrik dengan melaraskan penarafan kuasa input agar sepadan dengan keperluan undian tapak tertentu.
Kesimpulan
Transformer elektromagnet menyediakan yang agak lama, tetapi dalam permintaan sehingga hari iniprinsip peraturan kuasa dalam litar elektrik. Keusangan peralatan ini dikaitkan dengan kedua-dua reka bentuk peralatan dan kefungsiannya. Walau bagaimanapun, ini tidak menghalang penggunaan pengubah arus dan voltan untuk tugas pengurusan kuasa kritikal dalam perusahaan besar. Di samping itu, tidak boleh dikatakan bahawa penukar jenis ini tidak tertakluk kepada penambahbaikan sama sekali. Walaupun prinsip asas operasi dan juga pelaksanaan teknikal secara keseluruhannya kekal sama, jurutera baru-baru ini secara aktif mengusahakan sistem perlindungan dan kawalan. Akibatnya, ini menjejaskan keselamatan, kebolehpercayaan dan ketepatan transformer.
